JP2010209605A - Piled-raft foundation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軟弱地盤上に構築された構造物を支持するパイルド・ラフト基礎に関する。 The present invention relates to a piled raft foundation that supports a structure constructed on soft ground.
構築された構造物の全荷重が加えられると過大な圧密沈下が生じる軟弱地盤は、直接基礎では構造物を支持できない。このため、軟弱地盤の下層にある支持地盤まで到達する支持杭で構造物を支持する杭基礎が採用されている。しかし、支持地盤が深い位置にある場合には長い支持杭が必要となり、建設コストが増加するという問題がある。 Soft ground where excessive consolidation settlement occurs when the full load of the constructed structure is applied cannot support the structure directly on the foundation. For this reason, the pile foundation which supports a structure with the support pile which reaches to the support ground in the lower layer of soft ground is adopted. However, when the supporting ground is in a deep position, a long supporting pile is required, and there is a problem that the construction cost increases.
そこで、軟弱地盤における、杭基礎に替わる合理的な基礎形式としてパイルド・ラフト基礎の採用が増加している。パイルド・ラフト基礎は、直接基礎に摩擦杭を付加した構成であり、直接基礎で構造物を支持し、摩擦杭で構造物の沈下を抑制するものである(特許文献1)。 Therefore, the adoption of piled raft foundations as a rational foundation form to replace pile foundations in soft ground is increasing. The piled raft foundation has a structure in which a friction pile is directly added to the foundation, and the structure is supported directly by the foundation, and the settlement of the structure is suppressed by the friction pile (Patent Document 1).
図4に示すように、特許文献1のパイルド・ラフト基礎80は、構造物12の直下の性状が悪い軟弱地盤16を、支持力の大きい地盤改良基礎82に改良し、地盤改良基礎82(支持力P2)で構造物12の直接基礎14を支持している。また、摩擦杭84は支持地盤20には到達せず、軟弱地盤16の下層の過圧密地盤18に根入れされている。これにより、摩擦杭84(支持力P1)で直接基礎14を支持し、構造物12の沈下を抑制している。
As shown in FIG. 4, the
なお、地盤改良基礎82は、構造物12の直下の軟弱地盤16を、例えば深層混合処理工法などにより改良して固結状態としたものであり、設計上、構造物12の全荷重を支持できるようになっている。
The
しかし、特許文献1の工法は、一般的には安価な工法といえるが、構造物の規模が大きい場合には、広い面積に渡り大量の地盤を改良する必要が生じるため、安価とはいえなくなる。また、地盤改良基礎82は、地震時に作用する水平荷重に対しては、せん断抵抗力が不足している。
However, although the construction method of Patent Document 1 is generally an inexpensive construction method, when the scale of the structure is large, it is necessary to improve a large amount of ground over a large area, so it cannot be said that the construction method is inexpensive. . The
本発明は、上記事実に鑑み、地盤改良せずに耐震性に優れたパイルド・ラフト基礎を提供することを目的とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a piled raft foundation excellent in earthquake resistance without improving the ground.
請求項1に記載の発明に係るパイルド・ラフト基礎は、構造物を支持するパイルド・ラフト基礎であって、前記構造物の柱の直下に埋設された第1杭と、軟弱地盤上に設けられ、前記第1杭と前記軟弱地盤に支持される直接基礎と、前記直接基礎を支持し、先端部が前記軟弱地盤の下にある過圧密地盤に根入れされた第2杭と、を有することを特徴としている。 The piled raft foundation according to the first aspect of the present invention is a piled raft foundation that supports a structure, and is provided on a soft ground and a first pile buried directly under a pillar of the structure. The first pile and the direct foundation supported by the soft ground, and the second pile that supports the direct foundation and is rooted in the overconsolidated ground under the soft ground. It is characterized by.
請求項1に記載の発明によれば、第1杭が構造物の柱の直下に埋設され、直接基礎が第1杭と軟弱地盤に支持されている。また、第2杭が、先端部を過圧密地盤に根入れして直接基礎を支持している。 According to invention of Claim 1, the 1st pile is embed | buried directly under the pillar of a structure, and the foundation is directly supported by the 1st pile and the soft ground. In addition, the second pile supports the foundation directly by rooting the tip into the overconsolidated ground.
このように、第2杭が、圧密沈下が小さい過圧密地盤に先端部を根入れして直接基礎を支持しているので、軟弱地盤を地盤改良する必要がない。この結果、建設コストが低減され、使用する第2杭の本数を適切に選択することで、更に施工費用を低減できる。 Thus, since the 2nd pile is supporting the foundation directly by rooting the tip part in the overconsolidated ground where the consolidation settlement is small, it is not necessary to improve the soft ground. As a result, the construction cost is reduced, and the construction cost can be further reduced by appropriately selecting the number of second piles to be used.
また、地震時に発生する水平荷重に対しては、第1杭と第2杭が両方で抵抗するので、水平荷重に対する抵抗力が高くなる。 Moreover, since the 1st pile and the 2nd pile resist both with respect to the horizontal load which generate | occur | produces at the time of an earthquake, the resistance force with respect to a horizontal load becomes high.
請求項2の発明は、請求項1に記載のパイルド・ラフト基礎において、前記第2杭が、前記軟弱地盤のすべり面である支持力破壊面と交差していることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the piled raft foundation according to the first aspect, the second pile intersects a bearing force fracture surface which is a slip surface of the soft ground.
請求項2に記載の発明によれば、地震時に発生する軟弱地盤のすべり面である支持力破壊面と交差して、第2杭が埋設されている。
これにより、地震時の支持力破壊面を縫い付けるように第2杭が作用し、軟弱地盤のすべりの発生を、第2杭が障害物となることで抑制できる。
According to invention of Claim 2, the 2nd pile is embed | buried so as to cross | intersect the bearing capacity destruction surface which is a slip surface of the soft ground which generate | occur | produces at the time of an earthquake.
Thereby, a 2nd pile acts so that the bearing capacity destruction surface at the time of an earthquake may be sewn, and generation | occurrence | production of the slip of a soft ground can be suppressed because a 2nd pile becomes an obstruction.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のパイルド・ラフト基礎において、前記第1杭の杭長が前記第2杭の杭長より長い、若しくは前記第1杭の杭径が前記第2杭の杭径より大きいことを特徴としている。
請求項3に記載の発明によれば、第1杭の杭長を第2杭の杭長より長く、若しくは第1杭の杭径を第2杭の杭径より大きくしている。
The invention according to claim 3 is the piled raft foundation according to claim 1 or 2, wherein the pile length of the first pile is longer than the pile length of the second pile, or the pile diameter of the first pile is the first pile. It is characterized by being larger than the pile diameter of 2 piles.
According to invention of Claim 3, the pile length of a 1st pile is made longer than the pile length of a 2nd pile, or the pile diameter of a 1st pile is made larger than the pile diameter of a 2nd pile.
このように、第1杭の杭長を第2杭より長くすることで、過圧密地盤より深い位置にある、より強固な地盤に第1杭を根入れでき、構造物の圧密沈下を抑制できる。また、第1杭の杭径を第2杭より大きくすることで、第1杭の杭周面積が増え、周囲の地盤から大きな支持力を得ることができ、構造物の圧密沈下を抑制できる。 Thus, by making the pile length of the first pile longer than the second pile, the first pile can be embedded in a stronger ground located deeper than the overconsolidated ground, and consolidation settlement of the structure can be suppressed. . Moreover, the pile peripheral area of a 1st pile increases by making the pile diameter of a 1st pile larger than a 2nd pile, a big supporting force can be obtained from the surrounding ground, and the consolidation settlement of a structure can be suppressed.
本発明は、上記構成としてあるので、地盤改良せずに耐震性に優れたパイルド・ラフト基礎が提供できる。 Since this invention is set as the said structure, it can provide the piled raft foundation excellent in earthquake resistance, without improving the ground.
図1に示すように、第1の実施の形態に係るパイルド・ラフト基礎10は、構造物12が軟弱地盤16の上に建てられている。
軟弱地盤16は、構造物の重量Wにより過大な圧密沈下が発生する正規圧密状態ないしそれに近い状態にある軟弱な粘性土の地盤である。性状が悪いにも関わらず直接基礎14の下の軟弱地盤16は地盤改良がされていない。
As shown in FIG. 1, in the
The
構造物12の基礎は中空部を備えた直接基礎14とされ、直接基礎14の底面は、軟弱地盤16の上に設けられている。構造物12の柱28の直下には第1杭22が埋め込まれ、構造物12の重量Wは柱28を経由して第1杭22に伝達される。
The foundation of the
第1杭22は場所打ちコンクリート杭、PHC杭(高強度プレストレストコンクリート杭)、若しくは鋼管杭とされ、過圧密地盤18の下層にある硬い支持地盤20に到達する長さを有し、下端部が支持地盤20に根入れされている。
The
また、基礎スラブや基礎梁が設けられた直接基礎14の底面には、第2杭24が埋め込まれている。第2杭24はPHC杭や鋼管杭とされ、軟弱地盤16の下層にある圧密沈下が少ない過圧密地盤18に到達する長さを有し、下端部は過圧密地盤18に根入れされている。なお、第2杭24の長さは第1杭22より短い。
Moreover, the
このように、第1杭22の下端部を支持地盤20に根入れさせ、直接基礎14を支持(支持力P3)しているので、構造物12の圧密沈下が抑制される。また、第2杭24が、下端部を過圧密地盤18に根入れさせ、直接基礎14を支持(支持力P4)する。
Thus, since the lower end part of the
この結果、直接基礎14の直下の軟弱地盤16を地盤改良する必要がなく、建設コストを低減できる。また、全部を第1杭22(支持杭)で支持する場合と比較し、第2杭24が短いことから設計の自由度が増し、第2杭24の支持位置を荷重の大きさと地盤の耐力から決定される最適位置に配置でき、経済的な第2杭24の設計ができる。更に、直接基礎14の基礎スラブの負担を軽減し、経済的なスラブ設計によるコスト低減も期待できるため、総合的な建設コストが低減できる。
As a result, it is not necessary to improve the
なお、第1杭22の杭長を第2杭24の杭長より長くしている。このように、第1杭22の杭長を第2杭24より長くすることで、過圧密地盤18より深い位置にあるより強固な支持地盤20に第1杭22を根入れでき、構造物12の圧密沈下を抑制できる。
Note that the pile length of the
次に、地震時の水平荷重について説明する。
図2に示すように、地震時に構造物12が受ける水平荷重Hに対しては、第1杭22の水平方向の抵抗力P5と、第2杭24の水平方向の抵抗力P6が作用して、両方の抵抗力で水平荷重Hに抵抗する。
Next, the horizontal load at the time of an earthquake is demonstrated.
As shown in FIG. 2, the horizontal resistance H5 of the
第1杭22は場所打ちコンクリート杭、PHC杭、若しくは鋼管杭とされ、第2杭24はPHC杭や鋼管杭とされている。このため、例えば深層混合処理工法などにより固結状態とされた地盤改良と比較して、せん断力に対する抵抗が大きい。この結果、地震時の水平荷重Hに対する抵抗力を高くできる。
The
次に、地震時の偏心荷重について説明する。
図3に示すように、地震時の偏心荷重(斜め荷重)Mに対しては、第1杭22の鉛直方向の支持力P7と、第2杭24の鉛直方向の支持力P8がそれぞれ直接基礎14に作用して、両方の抵抗力で構造物12の偏心荷重Mに抵抗する。
Next, the eccentric load at the time of an earthquake is demonstrated.
As shown in FIG. 3, for the eccentric load (diagonal load) M at the time of the earthquake, the vertical support force P7 of the
このとき、偏心荷重Mは、偏りの中心点からの距離により異なる大きさとなるため、第1杭22の鉛直方向の支持力P7、及び第2杭24の鉛直方向の支持力P8の値は、場所によりそれぞれ異なる値となる。第1杭22と第2杭24は、両方の抵抗力で想定される最大の偏心荷重Mに抵抗できる寸法とされている。
At this time, since the eccentric load M has different sizes depending on the distance from the center point of the deviation, the values of the vertical support force P7 of the
また、図3に示すように、偏心荷重Mを受けたとき軟弱地盤16の表層において、直接基礎14の下面の地盤が、構造物12の側方に向けて押し出される、いわゆるすべりが発生する。このとき、発生したすべりで押し出される地盤部分と、周囲の移動しない地盤との境界面を支持力破壊面といい、破線26で示している。
Further, as shown in FIG. 3, when the eccentric load M is received, a so-called slip is generated in which the ground on the lower surface of the
支持力破壊面26と交差して、支持力破壊面26の内部に複数の第2杭24が埋め込まれている。これより、第2杭24が支持力破壊面を縫い付けるように作用し、軟弱地盤16にすべりが発生する際の障害物となり、すべりに抵抗する。これにより、直接基礎14の下面のすべりの発生が抑制できる。
A plurality of
更に、地震時のロッキングによる鉛直荷重(図示せず)に対しては、第1杭22の鉛直方向の支持力P7と、第2杭24の鉛直方向の支持力P8が作用して、両方の抵抗力でロッキングに抵抗する。これにより、構造物12のロッキングが抑制される。
Furthermore, the vertical support force P7 of the
なお、第2杭24は、直接基礎14を支持すればよく、第2杭24の杭頭は直接基礎14に固定しなくてもよい。これにより、第2杭24に引張力が作用しづらく、直接基礎14と第2杭24の杭頭の接合部の損傷が防止できる。
In addition, the
以上の説明において、第1杭22は、支持地盤20に根入れさせる長さとしたが、第1杭22を大径とし、第1杭の杭周面積を増やし、周囲の地盤から大きな支持力を得る構成でもよい。このとき、大径とされた第1杭22が構造物12の沈下を抑制する支持力を有するなら、第1杭22の長さを短くし、支持地盤20に下端部を根入れさせなくてもよい。
In the above description, the
10 パイルド・ラフト基礎
12 構造物
14 直接基礎
16 軟弱地盤
18 過圧密地盤
20 支持地盤
22 第1杭
24 第2杭
26 支持力破壊面(すべり面)
28 柱
DESCRIPTION OF
28 pillars
Claims (3)
前記構造物の柱の直下に埋設された第1杭と、
軟弱地盤上に設けられ、前記第1杭と前記軟弱地盤に支持される直接基礎と、
前記直接基礎を支持し、先端部が前記軟弱地盤の下にある過圧密地盤に根入れされた第2杭と、
を有するパイルド・ラフト基礎。 It is a piled raft foundation that supports structures,
A first pile buried directly under the pillar of the structure;
A direct foundation provided on soft ground, supported by the first pile and the soft ground;
A second pile supporting the direct foundation and rooted in an overconsolidated ground under the soft ground;
Piled raft foundation with.
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